姬海寧
比較過氧化氫在不同條件下的分解的實驗是一節(jié)很重要的實驗課,我將從以下六個方面來說明我上這節(jié)課的前后過程。
一、 內(nèi)容選取
本實驗選自人教版必修Ⅰ第五章第一節(jié)的內(nèi)容,通過本次實驗,學(xué)生可以體驗到酶催化具有高效性,掌握設(shè)計對照實驗要遵循的原則和實施的方法,可以為以后的實驗設(shè)計與分析打好基礎(chǔ)。
二、學(xué)情分析
本節(jié)授課對象為高一學(xué)生,學(xué)生對催化劑的作用有一定的了解,但對酶的相關(guān)知識了解的較少,對于對照實驗設(shè)計遵循的原則,實驗結(jié)果的觀察與分析不熟悉。通過這節(jié)實驗的學(xué)習(xí)與操作,學(xué)生將會對酶有一個全新的認(rèn)識,能初步掌握對照實驗遵循的原則,學(xué)生的科學(xué)觀察能力和分析實驗結(jié)果技能將有大幅提升。
三、 教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo):初步學(xué)會設(shè)計、操作對照組實驗。
技能目標(biāo):學(xué)會設(shè)計簡單的對照實驗,能科學(xué)控制自變量,有效觀察和分析因變量。
情感目標(biāo):學(xué)會科學(xué)評價自己的方案和別人的方案。
四、教學(xué)方法
本節(jié)采用啟發(fā)式教學(xué)法和實驗探究教學(xué)法,以設(shè)問和疑問層層引導(dǎo),啟發(fā)學(xué)生積極思考,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和操作動機,實驗操作過程能讓學(xué)生熟悉實驗設(shè)計,并能嘗試進行實驗改良設(shè)計,讓學(xué)生從具體到抽象、從實踐到理論來深化科學(xué)探究思維,培養(yǎng)學(xué)生的小組協(xié)作能力和科學(xué)探究能力。
五、教學(xué)過程
(一)實驗原理和目的
實驗原理:
1、 H2O2 → H2O + O2↑
2、 溫度、催化劑的種類等因素會影響過氧化氫的分解速度。
3、 氧氣產(chǎn)生的速度可以代表過氧化氫的分解速度。
實驗?zāi)康模?/p>
1、初步學(xué)會設(shè)計、操作對照組實驗。
2、了解過氧化氫酶的作用和意義。
3、學(xué)會觀察因變量的方法,并能分析自變量和因變量的關(guān)系。
強調(diào)實驗原理和實驗?zāi)康模寣W(xué)生明白為什么要這樣操作,這樣操作后會有什么預(yù)期的現(xiàn)象,在操作過程就不會不知所措,不敢輕易動手,也可以隨時評價自己操作的得失。
(二)實驗教學(xué)內(nèi)容:
實驗操作一:溫度的影響
按課本要求操作,觀察氣泡產(chǎn)生情況。提出問題,這一現(xiàn)象說明什么,在細(xì)胞內(nèi),能通過加熱來提高反應(yīng)速度嗎,細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)要在常溫常壓下進行,有什么條件可以加快反應(yīng)速度呢?
實驗操作二:催化劑的影響
按課本要求操作,觀察氣泡產(chǎn)生情況。隨后提出問題,3號試管和4號試管未經(jīng)加熱,與1號試管比較有大量氣泡產(chǎn)生,這說明什么?3號試管與4號試管相比,哪支試管的氣體釋放速度快,這說明什么?最后強調(diào)這就是酶的高效性。
對比兩個實驗操作過程,得出對照實驗設(shè)計的原則:
1)有些條件是可以變化的,我們將可以變化的因素稱為變量,如過氧化氫濃度、用量,不同溫度,催化劑的種類等。
2)有一些是人為改變的變量稱之為自變量,如第一組實驗中的溫度,第二組中的催化劑種類。
3)隨著自變量的變化而變化的變量稱為因變量,第一組、第二組實驗中的因變量都是過氧化氫分解的速度,具體用氧氣釋放速度來表示,為了更進一步證明氧氣釋放的快慢,又用衛(wèi)生香的復(fù)燃來證明。
強調(diào)對照實驗設(shè)計的原則:單一變量,等量對照。
實驗中存在的問題,探究解決方法并設(shè)計實驗驗證:
實驗過程中發(fā)現(xiàn):條件不同過氧化氫的分解速度不同,氧氣氣泡釋放速度和大小也不相同,衛(wèi)生香復(fù)燃的程度也不一樣,有些同學(xué)在加過氧化氫酶的試管中因為有大量泡沫產(chǎn)生,甚至?xí)绯鲈嚬埽瑹o法做衛(wèi)生香復(fù)燃驗證的操作。氣泡大小的不同,衛(wèi)生香復(fù)燃情況不佳,都不好判斷氧氣的釋放速度,有無其他方法,讓操作簡單、判斷氧氣的釋放速度現(xiàn)象卻明顯呢?
(三)實驗設(shè)計與驗證
用氣球作為收集氣體的工具,氣球膨脹的情況能說明氧氣釋放的速度嗎?學(xué)生開始設(shè)計并討論新的氧氣釋放速度檢測方法。
實驗方案:
學(xué)生按照設(shè)計的方案實施,迅速將氣球套在試管上就能夠收集到過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣,并且氣球的膨脹的快慢就可以說明氧氣釋放速度的大小,很快就看到了實驗現(xiàn)象。
結(jié)果分析:
加完試劑,很快可以看到氣球的變化,剛開始?xì)馇蚨际前T的,很快加入肝臟研磨液的2號試管上的氣球明顯漲起來,最后反應(yīng)結(jié)束后兩個氣球都鼓起,并且氣球膨脹的程度基本相同。
結(jié)論:
1)酶的催化效率高于無機催化劑。
2)酶只改變到達(dá)反應(yīng)終點的時間,并不能改變產(chǎn)物的量,可以用下圖表示:
(四)填寫實驗報告,進行評價
根據(jù)實驗操作情況填寫實驗報告,在填寫實驗報告時,學(xué)生會評價自己在實驗過程的得失,將自己在理論上和操作上的優(yōu)缺點進行總結(jié),同時也可以與其他組的同學(xué)進行交流,相互之間學(xué)習(xí)借鑒。
六、評價與反思
這節(jié)實驗課增加了學(xué)生對生物學(xué)科的興趣,加強了學(xué)生設(shè)計對照實驗和實驗操作的能力,讓學(xué)生體驗到了酶在催化細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)中的重要意義,同時也學(xué)會自我評價與相互評價,大多數(shù)學(xué)生都能按照預(yù)期完成實驗操作,但少數(shù)學(xué)生還不能按照對照實驗的操作要求控制好變量,實驗現(xiàn)象和預(yù)期不一樣,應(yīng)該注意的事項沒有注意到,例如,過過氧化氫有腐蝕性,應(yīng)該用滴管取,兩個試管中的試劑用量是一樣的等方面,學(xué)生的實驗操作能力還需要進一步加強,單一變量等量對照的思維還要加強訓(xùn)練。
(作者單位:西安市鄠邑區(qū)第一中學(xué))